Transcraniální magnetická stimulace pro to, co se používá, typy a patologie

Transcraniální magnetická stimulace je neinvazivní technika stimulace mozku, jejíž užití v posledních letech zaznamenalo velký nárůst, a to nejen v oblasti výzkumu, ale také v klinické oblasti s rehabilitací a terapeutickým výzkumem..

Tento typ mozkových stimulačních technik umožňuje modulaci aktivity mozku, aniž by bylo nutné proniknout kraniální klenbou do mozku přímo..

V rámci technik mozkových studií můžeme nalézt několik technik, ale nejpoužívanější jsou transkraniální stimulace stejnosměrného proudu (DKS) a ve větším poměru transcraniální magnetická stimulace (Vicario et al., 2013).

Index

• 1 Pro co se používá transkraniální magnetická stimulace??
• 2 Koncept mozkové plasticity
• 3 Co je to transkraniální magnetická stimulace??
  • 3.1 Principy transkraniální magnetické stimulace
• 4 Typy transkraniální magnetické stimulace
  • 4.1 Transcraniální magnetická stimulace, elektroencefalografie (EEG) a magnetická rezonance (MR) 
• 5 Stimulace a patologie mozku
  • 5.1 Cévní onemocnění
  • 5.2 Epilepsie
  • 5.3 ADHD
  • 5.4 TEA
  • 5.5 Deprese
  • 5.6 Schizofrenie
• 6 Omezení
• 7 Bibliografie

Na co se používá transkraniální magnetická stimulace??

Vzhledem ke své schopnosti neuromodulace mohou být tyto techniky využity při průzkumu a modulaci různých mozkových funkcí: motorických dovedností, vizuálního vnímání, paměti, jazyka nebo nálady s cílem zlepšit výkonnost (Pascual leone et al., 2011 ).

U zdravých dospělých osob se obecně používá k monitorování kortikální excitability a jako neuromodulační techniky k indukci mozkové plasticity. Použití těchto technik v pediatrické populaci je však omezeno na léčbu některých onemocnění, rehabilitaci poškozených funkcí (Pascual leone et al., 2011)..

V současné době se jeho využití rozšířilo do oblasti psychiatrie, neurologie a dokonce i rehabilitace, protože četná neurologická a psychiatrická onemocnění v dětství a dospívání mají změny v plasticitě mozku (Rubio-Morell et al., 2011).

Mezi kognitivními funkcemi, které se zdají být zlepšeny, patří poruchy způsobené Parkinsonovou nemocí, motorická kontrola po mozkové mrtvici, afázie, epilepsie a deprese (Vicario et al., 2013)..

Koncepce mozkové plasticity

Mozková plasticita představuje vnitřní vlastnost centrálního nervového systému. Je nezbytný pro zřizování a údržbu cerebrálních okruhů, a to úpravou konstrukcí a funkcí v reakci na environmentální požadavky (Pascual leone et al., 2011)

Mozek je dynamický orgán, který využívá mechanismy, jako je zesílení, oslabení, prořezávání, přidání synaptických spojení nebo neurogeneze k přizpůsobení své architektury a obvodů, což umožňuje získání nových dovedností nebo adaptaci po zranění. Je to základní mechanismus pro schopnost učit se, pamatovat si, reorganizovat a zotavovat se z poškození mozku (Rubio-Morell et al., 2011).

Existence atypických mechanismů plasticity však může zahrnovat rozvoj patologických symptomů. Překročení plasticity nebo hyperplasticity bude znamenat, že mozkové struktury jsou nestabilní a že funkční systémy nezbytné pro optimální kognitivní funkce mohou být ovlivněny.

Na druhé straně, deficit plasticity nebo hypoplasticitymůže být škodlivé pro přizpůsobení našeho behaviorálního repertoáru životnímu prostředí, to znamená, že se nedokážeme přizpůsobit měnícím se požadavkům na životní prostředí (Pascual leone et al., 2011)

Aktualizovaný pohled na etiologii psychiatrických poruch souvisí s těmito změnami poruch v konkrétních mozkových okruzích, spíše než jako fokální strukturální změny nebo neurotransmise (Rubio-Morell, et al., 2011).

Metody stimulace mozku tedy mohou v konečném důsledku umožnit zásahy založené na modulaci plasticity v důsledku jejich schopnosti vyvolat dlouhodobé změny a tím optimalizovat situaci každého jednotlivce (Pascual leone, et al., 2011)

Jaká je transcraniální magnetická stimulace??

Transcraniální magnetická stimulace je fokální, bezbolestný a bezpečný postup (článek Rubio-Morell a kol.). Díky své schopnosti neuromodulace je schopna produkovat přechodné změny na úrovni mozkové plasticity prostřednictvím modifikace stavů kortikální excitability (Rubio-Morell et al., 2011).

Jedná se o postup, který se používá k vytváření elektrických proudů v diskrétních oblastech, a to prostřednictvím aplikace elektromagnetických pulzů, rychlých a měnících se, na pokožce hlavy s měděnou cívkou..

Elektromagnetické pole proniká kůží a lebkou a dosahuje mozkové kůry, aby ovlivnilo změny na úrovni excitability neuronů..

Zařízení, která se používají při aplikaci transkraniální magnetické stimulace a magnetických polí, se mění. Obecně stimulátory používají stimulační cívky různých tvarů a velikostí, které se používají na povrchu pokožky hlavy.

Cívky jsou konstruovány z měděného drátu, který je izolován plastovou formou. Nejpoužívanějšími formami cívek jsou kruhová a cívka ve formě osmi (manuálový manuál).

Principy transkraniální magnetické stimulace

Tato technika je založena na principu elektromagnetické indukce M. Faradaye, z něhož magnetické pole, které jako funkce času představuje rychlou oscilaci, bude schopno indukovat malý intrakraniální elektrický proud v neuronech mozkové kůry..

Elektrický proud, který je používán, to je magnetické pole, které je aplikováno na pokožce hlavy v specifické oblasti, indukuje v mozkové kůře paralelní elektrický proud a v opačném směru k přijímal..

Když je elektrický stimulační proud zaměřen na motorickou kůru a je použita optimální intenzita, bude zaznamenána motorická odezva nebo motorem vyvolaný potenciál (Rubio-Morell et al., 2011).

Typy transkraniální magnetické stimulace

Jedním typem transkraniální magnetické stimulace je opakování (rTMS), které spočívá v aplikaci několika elektromagnetických pulzů rychle a postupně. V závislosti na frekvenci stimulace, na kterou jsou tyto pulsy emitovány, bude vyvolávat různé změny.

• Stimulace s vysokou frekvencíkdyž stimulace využívá více než 5 elektromagnetických pulzů za sekundu, excitabilita stimulované dráhy se zvýší.
• Nízkofrekvenční stimulacekdyž stimulace používá méně než jeden puls za sekundu, excitabilita stimulované dráhy se sníží.

Když je tento protokol aplikován, může vyvolat pevné a konzistentní odezvy u subjektů a vést ke zvýšení nebo snížení amplitudy motorem vyvolaných potenciálů v závislosti na stimulačních parametrech.

Protokol rTMS, známý jako stimulace Theta burst (TBS), napodobuje paradigmata používaná k indukci dlouhodobé potenciace (PLP) a dlouhodobé deprese (DLP) na zvířecích modelech..

Při kontinuálním použití (CTBS) vyvolá stimulace potenciály, které vykazují výrazný pokles amplitudy. Na druhé straně, pokud se intermitentně (ITBS) aplikují, budou identifikovány potenciály s větší amplitudou (Pascual leone et al., 2011).

Transcraniální magnetická stimulace, elektroencefalografie (EEG) a magnetická rezonance (MR) 

Integrace transkraniální magnetické stimulace v reálném čase s EEG může poskytnout informace o lokální kortikální odezvě a dynamice distribuované sítě u zdravých a nemocných subjektů..

Využití transkraniální magnetické stimulace a MR jako výsledku umožňuje implementaci různých sofistikovaných technik pro identifikaci a charakterizaci sítí konektivity mezi různými oblastmi mozku.

Několik studií tedy ukázalo, že architektura mozkových sítí se během normálního stárnutí liší a může být abnormální u pacientů s různými neuropsychiatrickými stavy, jako je schizofrenie, deprese, epilepsie, porucha autistického spektra nebo porucha deficitu. pozornost a hyperaktivita.

Stimulace a patologie mozku

Jednou z hlavních aplikací transcraniální magnetické stimulace je její aplikace ke zlepšení výkonnosti nebo symptomů způsobených různými vývojovými poruchami, neuropsychiatrickými poruchami nebo poškozením mozku, které může ovlivnit fungování plasticity mozku..

Cévní onemocnění

Patologie vaskulárních onemocnění souvisí s hemisférickou nerovnováhou, při které je aktivita poškozené hemisféry kompenzována zvýšením aktivity kontralaterální homologní oblasti..

Různé studie s použitím protokolu rTMS ukazují jeho potenciál pro rehabilitaci motorických symptomů: zvýšení síly uchopení nebo snížení spasticity.

Epilepsie

Epilepsie je patologie, která zahrnuje utrpení křečových epizod v důsledku hyper-excitability mozkové kůry..

Různorodý počet studií s dětmi v dětství s fokální epilepsií prokázal významné snížení frekvence a trvání epileptických záchvatů. Tento závěr však není zobecnitelný, protože u všech účastníků neexistuje systematické snižování.

ADHD

Porucha hyperaktivity s deficitem pozornosti je spojena s hypoaktivací různých cest, konkrétně v dorsolaterálním prefrontálním kortexu..

Studie Weavera a kolegů ukazuje globální klinické zlepšení a výsledky hodnotících škál u jedinců s ADHD po aplikaci různých protokolů transkraniální magnetické stimulace..

TEA

V případě poruchy autistického spektra je popsáno zvýšení celkové aktivity gama, které může souviset s odlišnou pozorností, jazykovými nebo pracovními změnami paměti, které tito jedinci prezentují..

Různé vyšetřování naznačují přínos terapeutického využití transkraniální magnetické stimulace u dětí s ASD. Účastníci vykazují výrazné zlepšení aktivity gama, zlepšení parametrů chování, zlepšení pozornosti a dokonce i zvýšení skóre v souvislosti se získáváním slovní zásoby.

Vzhledem k malému počtu studií a použití rozmanitosti stimulačních protokolů však nebylo možné identifikovat optimální protokol pro jeho terapeutické použití..

Deprese

Zdá se, že deprese u dětí a dospívajících je spojena s nerovnováhou v aktivaci různých oblastí, jako je dorsolaterální prefrontální kortex a limbické oblasti. V levé oblasti je zejména hypoaktivace, zatímco vpravo je hyperaktivace těchto struktur.

Dostupné studie naznačují existenci klinických účinků použití protokolů rTMS: snížení symptomů, zlepšení a dokonce i klinické remise.

Schizofrenie

V případě schizofrenie bylo na jedné straně zvýšení excitability levého temporoparietálního kortexu spojeno s pozitivními symptomy a na druhé straně poklesem levé prefrontální excitability související s negativními symptomy..

Výsledky účinků transkraniální magnetické stimulace u pediatrické populace ukazují na snížení pozitivních symptomů, halucinací..

Omezení

Tyto studie obecně ukazují předběžné důkazy o potenciálu technik stimulace mozku. Byla však zjištěna různá omezení, mezi něž patří omezené používání stimulačních technik, obecně spojených se závažnými patologiemi nebo ve kterých farmakologická léčba nemá významný účinek..

Na druhé straně, heterogenita výsledků a různé použité metodiky ztěžují identifikaci optimálních stimulačních protokolů..

Budoucí výzkum by měl prohloubit znalosti o fyziologických a klinických účincích transkraniální magnetické stimulace.

Bibliografie

1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Charakterizace mozkové kortikální plasticity a síťové dynamiky napříč věkovým rozpětím ve zdraví a nemoci s TMS-EEG a TMS-fMRI. Brain Topogr.(24), 302-315.
2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Využití neinvazivní mozkové stimulace v dětských psychiatrických poruchách: nové příležitosti a diagnostické a terapeutické výzvy. Rev. Neurol, 53(4), 209-225.
3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Transcraniální magnetická stimulace. V F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago, & R. Cabestro Alonso, Neuroimaging Kognitivní techniky a procesy (str. 213 až 235). Elsevier.
4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Neinvazivní mozková stimulace pro léčbu mozkových onemocnění v dětství a dospívání: současný stav, současné limity a budoucí výzvy. Hranice v systémech neurscience, 7(94).
5. Zdrojový obrázek.